車載式道路照明照度檢測系統(tǒng)設計方案

1、PAGE PAGE 5車載式道路照明照度檢測系統(tǒng)的設計秦大為 (鹽城市豐登電子儀器有限公司，江蘇 鹽城 224002）摘要：本文介紹一種車載式道路照明照度檢測系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的測量方法相比測量效率大大提高，并且在對已通車的道路進行測量時可降低交通安全隱患，保證了測量人員的人身安全。本系統(tǒng)的硬件部分是以AT89S52單片機為核心，通過傳感器采集的信號，先經過放大處理，再通過A/D轉換，將數(shù)字信號傳輸給單片機，再通過RS-232接口，將采集的數(shù)據傳輸給計算機軟件，通過軟件處理數(shù)據，可以迅速得到道路路面的平均照度、照度均勻度，實時照度曲線、平均照度曲線。軟件還配備了數(shù)據存儲和歷史數(shù)據調出功能，操作簡單、

2、使用方便。關鍵詞：車載式、單片機、平均照度、照度均勻度Vehicle-mounted detection systems for road lightingAbstract: Design the road lighting of a kind of car carry type shines on one degree examination system and compare with traditional diagraph method the diagraph efficiency consumedly raise, and can lower traffic safety whi

3、le carrying on measure to the road which has already be open to traffic concealed suffer from, promised to measure the personnels Human body safety. The hardware part of this design with the AT89 S52 single slice machine for core, pass to spread the signal that the feeling machine collect, pass by f

4、irst to enlarge a processing, pass an A/D conversion again, deliver the numerical signal to a single slice machine, again connect through a RS-232, deliver the data for collect to the calculator software, pass a software processing data, can quickly get the road equally shine on of the noodles a deg

5、ree and shine on an one degree even degree, solid hour shine on one degree curve and equally shine on one degree curve. The software still provided with a data saving with the history data adjust a function, operation simple, usage convenience.Keywords：vehicular single chip average illumination unif

6、ormity ratio of illumination0 引言目前，在國內的道路照明行業(yè)中，均使用照度計采用傳統(tǒng)的人工逐點測量的方法來測量路燈照明系統(tǒng)的照度和照度均勻度等數(shù)據。但是，此方法存在被測點數(shù)多、數(shù)據記錄、處理工作量大的缺點，而且對已通車的道路來說進行測量還存在交通安全隱患。同時，隨著城建事業(yè)的迅速發(fā)展，照明線路的不斷延伸，繼續(xù)采用傳統(tǒng)的人工逐點檢測的方法來評估道路照明的質量已不適應形勢的發(fā)展。為此本文在常規(guī)的道路照明的照度測量方法的基礎上提出了一種新型的照度測量方法，設計了車載式道路照明照度檢測系統(tǒng)，經實踐證明是切實可行的（該系統(tǒng)已經獲得國家實用新型專利）。1 測量原理檢測系統(tǒng)基于

7、51單片機為核心，采用11.0592M晶振，方便串口通信編程；由兩個信號放大模塊、A/D轉換模塊、單片機控制模塊、RS-232通信模塊和電源模塊組成。檢測系統(tǒng)的原理方框圖如圖1所示圖1 檢測系統(tǒng)的原理方框圖圖中1為兩只照度傳感器，2為運算放大模塊，3為A/D轉換模塊，4為單片機控制模塊，5為RS-232通訊模塊。兩只照度傳感器采集外界的照度信號將其轉換為電信號，傳輸給運算放大模塊，將信號放大到合適的范圍，并傳輸至A/D轉換模塊，可將模擬信號轉換為數(shù)字信號，然后將數(shù)據傳輸?shù)絾纹瑱C控制模塊，最后傳輸?shù)絉S-232通訊模塊，將數(shù)據傳輸?shù)接嬎銠C。檢測時將兩只照度傳感器通過強力磁鐵安裝于汽車引擎蓋的兩端

8、，相距1m，車載式道路照明照度檢測系統(tǒng)的主機和筆記本電腦放在汽車內部，汽車以1830km/h的速度勻速行駛，通過計算機軟件就可以顯示道路路面的平均照度、照度均勻度，實時照度曲線和平均照度曲線。2 硬件電路的設計2.1 電路整體介紹車載式道路照明照度檢測系統(tǒng)的電路圖，如圖2所示如圖所示，照度傳感器采集的照度信號從“L1”和“L2”輸入，信號通過LF353運算放大器將信號線性放大，再將信號傳輸?shù)紸DC0809的模擬量輸入端IN-0和IN-1上，進行A/D轉換。通過51單片機控制ADC0809的ADD-A,ADD-B,ADD-C位選、ALE鎖存、START開始、ENABLE輸出使能和EOC轉換結束標

9、志端口。ADC0809的時鐘CLK信號是通過單片機的ALE/P端口提供的時鐘信號經過CD4024分頻后得到的。ADC0809將轉換后的數(shù)字信號，傳輸給AT89S52單片機，單片機將數(shù)字信通過MAX232傳輸給計算機軟件進行數(shù)據最后的處理。C11和R18組成了CD4024的復位電路，C10、R7、R8和S1構成了單片機的復位電路，AT89S52單片機采用11.0592M的晶振，消除了通信編程時可能產生的誤差。2.2 電源設計考慮到是車載儀器的特點電源模塊采用12V鉛酸電池和DC/DC電源模塊組成，將直流12V轉變?yōu)?V，以供電路板使用。電源模塊性能穩(wěn)定，電壓波動較小，抗干擾性能好。電源模塊輸入端

10、1腳接+12V電壓，2腳接地，輸出端3腳輸出+5V電壓，5腳輸出-5V電壓，4腳為COM與GND并接，其接線圖如圖3所示。圖3 電源模塊接線圖2.3 單片機程序設計程序按照設計要求和流程圖進行編寫，最后產生可寫入單片機芯片的BIN文件或HEX文件。本設計最后產生的是czsdlzm.hex文件。源程序說明：源程序主要包含以下幾個模塊：初始化模塊：init()、A/D轉化模塊：ad()、發(fā)送數(shù)據模塊：send()、延時模塊：delay()和串口中斷模塊：retr() interrupt 4 。程序的流程圖如圖4所示。圖2 檢測系統(tǒng)的整體電路圖從程序流程圖可以看出，系統(tǒng)進行初始化之后，就處于判斷是否

11、得到了開始通信的中斷，當?shù)玫搅碎_始通信的中斷時，通信開始。先進行A/D轉換函數(shù)，將模擬量轉化為數(shù)字量，再經過延時函數(shù)，最后將數(shù)據發(fā)送到計算機軟件。程序清晰，簡單明了。由于篇幅所限，此處僅給出A/D轉化部分的程序。void ad() /ad轉換uchar m;uchar s=0 xc0;P2=s;for(m=0;m2;m+)ALE=0;_nop_();_nop_();ALE=1;_nop_();_nop_();START=1;_nop_();_nop_();ALE=0;_nop_();START=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();while(EOC=0);OE=

12、1;shuju=P0;_nop_();_nop_();OE=0;addatam=shuju;s+;P2=s;_nop_();_nop_();P2=0 xc0;3 軟件的設計3.1 軟件功能簡介車載式道路照明檢測系統(tǒng)軟件是在VB環(huán)境下自主開發(fā)的應用軟件。軟件可實現(xiàn)將兩只照度傳感器采集的照度值進行求平均值，并在不停的計算出當前測量的路面的照度平均值和照度均勻度。軟件還可以繪制出當前測量的路面的適時照度和平均照度的曲線，方便、實用。此外，軟件加上了數(shù)據庫功能，可將每次測量的數(shù)據值保持計算機中，可方便隨時調看，也可將一條道路的多個車道的數(shù)據全部疊加起來，計算出一個總的平均照度和照度均勻度。3.2 軟件

13、界面軟件測量時的界面如圖5所示測量設定的參數(shù)在頁面的左邊，從界面上可清楚看到平均照度照度、照度均勻度、實時照度曲線和平均照度曲線。在此界面上，還配備了調整傳感器參數(shù)和室內演示功能，方便以后傳感器系數(shù)的校正和在室內演示時方便看到曲線。由于篇幅所限，此處不再給出軟件部分的VB源程序。3.3 系統(tǒng)誤差校正車載式道路照明照度檢測系統(tǒng)的誤差校正可以分為兩部分，一是靜態(tài)校正，是用標準的照度計對車載式道路照明照度檢測系統(tǒng)的兩個照度傳感器信號進行標定。二是動態(tài)校正，到一條道路上，用手工測量的數(shù)據對用車載式道路照明照度檢測系統(tǒng)的數(shù)據進行校正，最大限度的減小系統(tǒng)的誤差。4 系統(tǒng)的主要技術參數(shù)1. 照度測量的精度：

14、5%2. 照度的測量范圍：2250Lx3. 照度均勻度的測量范圍：013. 取樣速度：10次/秒4. RS-232傳輸速率：9600bps5. 汽車的行駛速度：1536km/h系統(tǒng)的外觀圖如圖6所示：圖4 程序的流程圖圖5 軟件測量界面圖6 檢測系統(tǒng)外觀圖參 考 文 獻：1.北京照明學會照明設計專業(yè)委員會 照明設計手冊 M 中國電力出版社1998.9第一版 2 郭志堅 HYPERLINK javascript:EnterDetail(697605,18,-KeyWord_C=道路照明-Title_C=道路照明,U,TU,97377X,城市道路照明設計淺談,29056848); 城市道路照明設計淺談J 中國科技信息-2009年1期3 中國市政工程協(xié)會城市道路照明專業(yè)委員會城市照明工程施工手冊M 中國電力出版社2007.8第一版4胡漢才 單片機原理及其接口技術M. 清華大學出版社, 2004. 5余永權 ATMEL89系列單片機應用技術M . 北京航空航天大學出版社，2002.6鐘富昭8051單片機典型